neželezné kovy™ednášky technický blok/rok 2018/zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo...
TRANSCRIPT
![Page 1: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/1.jpg)
Neželezné kovy
Pavel Švanda
University of Pardubice
DFJP – KMMČS
![Page 2: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/2.jpg)
Vývoj materiálů nejstarší používané materiály - kámen a dřevo
cihly - Sumerové v Mezopotámii již před více než
4000 lety
beton - znovuobjevený materiál v novověku, již staří
Egypťané přibližně 2 500 let př. n. l.
mosaz - již asi 1000 let př. n. l. (výroba obtížná a
byla drahá ⇒ pouze šperky a mince) ⇒ rozmach až
v 18. stol
svařování – nejprve kovářské; 18. stol. plamen,
konec 19. stol. elektrický oblouk
litina - významná metalurgická inovace středověku
(15. stol.); ALE! v Číně se litina vyráběla již od 4.
století př. n. l.
2
total 33
![Page 3: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/3.jpg)
3
total 33
![Page 4: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/4.jpg)
Čistota kovů
surový kov: 3-5 % nečistot
technicky čistý kov: do 1 % nečistot (žárová
rafinace)
el. rafinovaný kov: do 0,5 % nečistot (kat. Cu, Ni,
Co, Zn)
pro speciální účely: čistota spektrální, fyzikální,
polovodičová (p.p.), pro analýzu (p.a.), nukleární,
ČSL, …
jednotky pro vyjádření nízkých koncentrací
• ppm…6 N …10-4 % nečistot
• ppb …9 N …10-7% nečistot
4
total 33
![Page 5: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/5.jpg)
Neželezné kovy –
Charakteristika - rozdělení - použití
neželezné kovy – ostatní kovy z periodické tabulky a
jejich sliny kromě Fe
ze všech dosud známých prvků tvoří asi tři čtvrtiny
kovy
řadu neželezných kovů lze označit jako deficitní -
nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒ vysoká cena
neželezné kovy používají v případech, kdy lze plně
využít jejich specifických vlastností
pokud je to možné, nahrazují se neželezné kovy a jejich
slitiny nekovovými materiály ⇒ cena
neželezné kovy se uplatňují především jako legující
prvky ve slitinách Fe, dále v elektrotechnice, tepelné
technice, ve šperkařství a v řadě dalších speciálních
aplikací5
total 33
![Page 6: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/6.jpg)
ROZDĚLENÍ NEŽELEZNÝCH KOVŮ
čisté kovy v podstatě představují jednotlivé kovové
prvky, proto lze k rozdělení kovů využít periodickou
soustavu prvků
z technického hlediska je však nejčastější dělení kovů
1. kovy s nízkou teplotou tání: Zn, Cd, Hg, Sn, Pb, Bi
2. lehké kovy : AI, Mg, Be, Ti
3. kovy se střední teplotou tání: Cu, Ni, Mn, Co
4. ušlechtilé kovy : Au, Ag, Pt, Rh, Pd, Ir, Os
5. kovy s vysokou teplotou tání: Cr, W, V, Mo, Ta, Nb
6. rozptýlené kovy Sc, Y, La a lanthanoidy at.č. 58-71
7. radioaktivní kovy, transurany, aktinoidy
• přirozené: U, Th, Ra, Pa, Ac, Fr, Po, (At)
• transurany a aktinoidy: at.č. 93-103
• transaktinidy: at.č. 104- ??? 6
total 33
![Page 7: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/7.jpg)
KOVY S NÍZKOU TEPLOTOU TÁNÍ
technicky nejvýznamnější jsou olovo, cín, zinek
OLOVO - Pb
11340 kg/m3, Ttá = 327°C
Pb je kov šedé barvy, velmi měkký a dobře tvárný,
dobře odolává silným anorganickým kyselinám
je to špatný vodič tepla a elektrického proudu
Pb je jedovaté, proto se nesmí používat v
potravinářství
hlavní oblasti použití Pb - ochrana nádob a potrubí
při výrobě H2SO4, elektrody v autobateriích,
ochrana proti radiaci (rentgenové záření, některé
radioizotopy), slitiny Pb - měkké pájky
PbO2 + Pb + 2 H2SO4 ⇄ 2 PbSO4 + 2 H2O
7
total 33
![Page 8: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/8.jpg)
CÍN - Sn
7265 kg/m3, Ttá = 232°C
Sn je stříbrobílý kov, dobře tvárný, poněkud tvrdší než
Pb, ale stále velmi měkký
Sn dobře odolává korozi, je stálý na vzduchu i ve vodě,
neodolává kyselinám
hlavní oblasti použití Sn - asi polovina vyrobeného Sn
se spotřebovává na povrchovou ochranu předmětů
zejména pro potravinářské účely (staniol, pocínovaný
plech),
druhá polovina vyrobeného Sn se spotřebuje na slitiny
s nízkou teplotou tání (měkké pájky, cínové kompozice)
a spolu s Cu na výrobu bronzů
cínový mor - kovová β-modifikace stabilní nad 13,2°C, pod touto
teplotou stabilní šedý, práškový a-cín; autokatalytický proces,
není chemická destrukce; možné omezení přídavkem Sb, Bi (brání
rekrystalyzaci)8
total 33
![Page 9: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/9.jpg)
ZINEK - Zn
7140 kg/m3, Ttá = 419°C
Zn je bílý kov s modrošedým odstínem, středně
tvrdý a za normální teploty křehký
dobře odolává atmosférickým vlivům, mořské vodě
i organickým látkám
hlavní oblasti použití Zn - povrchová ochrana
zejména ocelí (žárové pozinkování)
mosazi
významné jsou sloučeniny Zn jako např. oxid
zinečnatý ZnO (zinková běloba) či tzv. bílá skalice
(použití v lékařství, při galvanickém pozinkování)
9
total 33
![Page 10: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/10.jpg)
LEHKÉ KOVY
technicky nejvýznamnější jsou hořčík, hliník, titan
HOŘČÍK - Mg
1738 kg/m3, Ttá = 650°C
Mg je nejlehčí z konstrukčních kovů, za studena
špatně tvárný, snadno koroduje
zejména při vyšších teplotách je velmi reaktivní a jeho
výroba a zpracování jsou tudíž obtížné
hlavní oblasti použití Mg
• redukční činidlo při výrobě Ti,
• modifikátor při výrobě tvárné litiny,
• přísada do slitin Al (dobrá pevnost a odolnost proti
korozi),
• vlastní slitiny Mg (zejména slévárenské slitiny pro
automobilový a letecký průmysl, kde se používají v
omezené míře jako náhrada slitin Al) 10
total 33
![Page 11: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/11.jpg)
HLINÍK - Al
Ttá =660°C, 2698 kg/m3
Al je stříbrobílý, lehký a tvárný kov, dobrý vodič
elektrického proudu (asi 60 % vodivosti Cu) a tepla
Al je nejrozšířenější kov v zemské kůře a spotřebou
druhý nejvýznamnější po Fe
za normálních podmínek je Al velmi stálý, při zahřátí
se však stává silně reaktivním
pro výrobu Al je nejvýznamnější ruda bauxit, což je v
podstatě Al203 s neurčitým obsahem vázané vody
z taveniny tohoto oxidu ve směsi s kryolitem se
elektrolyticky získává kovový hliník
1886 - patentována výroba hliníku
od roku 1890 zahájena výroba v průmyslovém měřítku
hliník může být vyráběn i v práškové formě — je
vyráběn z hliníku čistoty min. 99% 11
total 33
![Page 12: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/12.jpg)
hlavní oblasti použití Al
• elektrotechnický průmysl (elektrovodný
materiál, kondenzátory),
• chemický a potravinářský průmysl (dobrá
tepelná vodivost a odolnost proti korozi v
kyselém prostředí),
• obaly a ochranné povlaky (Alobal),
• velká část Al se spotřebuje při výrobě slitin Al
(slitiny k tváření a slévárenské slitiny se širokým
použitím zejména v automobilovém a leteckém
průmyslu)
12
total 33
![Page 13: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/13.jpg)
Al lze pájet měkkou i tvrdou pájkou popř. s
použitím ultrazvuku
při obrábění se maže
pozor na spoje Cu + Al (cupalové [70% Al + 30%
Cu], příp. pozinkované spojky)
Slitiny hliníku
• slévárenské
• k tváření(vytvrditelné x nevytvrditelné)
13
total 33
![Page 14: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/14.jpg)
Tepelné zpracování hliníkových slitin- účelem je
získat určitý nerovnovážný stav struktury, který
zajišťuje požadované vlastnosti výrobku.
u tvářených slitin převažuje ve struktuře primární
tuhý roztok hliníku, u slévárenských slitin ve
struktuře převažuje eutektikum.
skládá se z:
a) rozpouštěcího žíhání
b) rychlého ochlazení
c) vytvrzování (stárnutí)
14
total 33
![Page 15: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/15.jpg)
ad a) rozpouštěcí žíhání
Tímto pojmem rozumíme ohřev a dostatečnou výdrž na takové teplotě, při které dojde
k maximálnímu převedení přísady do tuhého roztoku hliníku. Při homogenizačním
ohřevu nesmí dojít k překročení teploty solidu, aby nedošlo k natavení hranic zrn
slitiny. V takovém případě dochází k degradaci mechanických vlastností materiálu.
Nejčastěji se používá žíhání rekrystalizační
ad b) rychlé ochlazení
Provádí se nejčastěji do vody. Cílem je vznik přesyceného tuhého roztoku při teplotě
okolí, u kterého je obsah rozpuštěné příměsi vyšší než odpovídá její rovnovážné
rozpustnosti při dané teplotě. Veškerá manipulace se slitinou se musí provádět co
nejrychleji, aby nedocházelo k částečnému rozpadu tuhého roztoku hliníku. U
masivnějších součástí, kde hrozí nebezpečí deformací se používají jiná, méně
razantnější ochlazovací média.
ad c) vytvrzování (stárnutí)
Přesycený tuhý roztok je termodynamicky nestabilní, dochází k jeho rozpadu. U
některých slitin dochází k rozpadu, přesyceného tuhého roztoku již při teplotě okolí -
pochod označujeme jako přirozené stárnutí. Při umělém stárnutí se proces urychlí
ohřevem.
Při delší výdrži na teplotě stárnutí dochází k nežádoucímu hrubnutí rovnovážného
precipitátu, klesá tvrdost. Toto stádium označujeme jako přestárnutí
15
total 33
![Page 16: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/16.jpg)
Sériově vyráběná celohliníková karosérie
• Audi A8 (1994) – prostorový rám AFS
• Lotus Elise (1996) – hliníkový rám, karoserie
plastová
• Audi A2 (1999)
• Honda Insight (1999)
• Ferrari 360 (1999) – rám i karoserie
• Lamborghini Gallardo (2003)
• Rolls-Royce Phantom (2003)
16
total 33
![Page 17: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/17.jpg)
TITAN – Ti
Ttá =1660°C, 4560 kg/m3
nemagnetický polymorfní kov, jehož význam
značně vzrostl po II. světové válce
rudy – ilmenit (FeTiO3) a rutil (TiO2)
hlavními výhodami Ti - nízká měrná hmotnost a
zároveň vysoká pevnost (- do 800 MPa, / do
1600 MPa, do 1800 MPa; ocel až 2800 MPa),
dobrá vrubová houževnatost i za nízkých teplot a
dobrá odolnost proti korozi
vysoký poměr mezi pevností a hustotou (i v rámci
kovových materiálů)
hlavní nevýhodou Ti je obtížné zpracování,
způsobené hlavně vysokou reaktivitou Ti za teplot
nad 700°C, možnost vznícení titanového prachu a
třísek17
total 33
![Page 18: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/18.jpg)
Ti má špatnou obrobitelnost (nízká tepelná
vodivost ⇒ nalepování na břit obráběcího nástroje)
špatné třecí vlastnosti – zadírá se
2 krystalové modifikace –
• α hexagonální – pevnost 250 až 500 MPa
• β kubická plošně centrovaná - pevnost 1000 až
1200 MPa
α-β (Ti 6Al-4V, 70% všech legovaných slitin)
pevnost cca 900 MPa
hlavní oblasti použití Ti –
• chemický, papírenský a textilní průmysl (využívá
se zejména odolnost proti Cl a jeho
sloučeninám),
• součásti lodí (využívá se výborná odolnost proti
mořské vodě), 18
total 33
![Page 19: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/19.jpg)
hlavní oblasti použití Ti (pokrač.)–
• letecký a automobilový průmysl,
• zdravotní nezávadnost Ti dovoluje jeho použití v
potravinářském a farmaceutickém průmyslu, v
chirurgii (nástroje, šrouby, implantáty),
slitiny Ti - používají se zpravidla tehdy, nevyhovují-
li slitiny Al
19
total 33
![Page 20: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/20.jpg)
KOVY SE STŘEDNÍ TEPLOTOU TÁNÍ
technicky nejvýznamnější jsou měď, nikl, mangan
MĚĎ - Cu
Ttá =1084°C, 8940 kg/m3
Cu - kov načervenalé barvy s výbornou tepelnou i
elektrickou vodivostí, velmi dobrou tvárností za
tepla i za studena - tvárnost si zachovává i při
záporných teplotách
vyznačuje se dobrou korozní odolností jak vůči
atmosférickým vlivům (měděnka x CuO) tak i vůči
řadě chemikálií
k přednostem Cu patří též dobrá obrobitelnost a
svařitelnost, naopak špatná je slévatelnost
Cu je po Fe a Al třetí nejpoužívanější kov 20
total 33
![Page 21: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/21.jpg)
hlavní oblasti použití Cu –
• v elektrotechnice jako elektrovodný materiál,
• zařízení vystavená nízkým teplotám,
• střešní krytina, okapové žlaby a svody,
• nádoby v potravinářském průmyslu,
• plátování ocelových plechů,
• asi polovina vyrobené Cu se používá k výrobě slitin,
a to buď mosazí nebo bronzůHistorie mědi - měď je jedním z mála kovů, které znal člověk už v dobách
prehistorických. Nejprve byla měď užívána samotná, později v podobě slitin (As, Pb,
Zn, Sn atd.). Tyto slitiny byly velmi proměnlivého složení a jsou společně nazývány
bronzy. Byly užívány tak hojně, že daly název celé historické epoše - doba bronzová.
Počátek znalosti bronzu sahá v různých zemích do dob velmi různých. Např. v Egyptě
byla měď známa už 4000 př.n.l., ve střední a severní Evropě se počátek doby bronzové
datuje teprve kolem roku 2000 př.n.l.
Název mědi - cuprum - je odvozen od římského názvu aes cyprium ( dle ostrova
Kypru), kde se ve značném množství těžila. Označována tak nebyla pouze měď čistá,
ale i její slitiny. Pojem bronz (bronzo) se objevuje poprvé ve spise Pirotechnica (
Vannucio Biringoccio). 21
total 33
![Page 22: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/22.jpg)
Slitiny mědi - mosazi
mosazi tvoří asi 80% všech slitin mědi
dělení do několika skupin
• dle chemického složení na dvousložkové a
vícesložkové
• dle způsobu zpracování na tvářené a slévárenské
dvousložkové mosazi - zinek tvoří s mědí jednak
primární tuhé roztoky (α, γ), ale také řadu
intermediárních fází
některé jsou velmi křehké ⇒k tváření slitiny s
obsahem Zn max. 42% a to pouze vícesložkové vliv příměsí na vlastnosti mosazí je podobný, jako u mědí
• zpravidla ale neobsahují vodík a kyslík
• železo zjemňuje zrno při rekrystalizaci, ale snižuje odolnost proti korozi
• s rostoucím obsahem zinku se nejprve zvyšuje pevnost i tažnost
• maximum pevnosti je při 46% obsahu Zn
• maximum tažnosti ovšem mosaz dosahuje při 30% obsahu Zn
• olovo snižuje tvářitelnost, ale zlepšuje obrobitelnost
• na vzduchu korodují tyto mosazi pomalu
• koroze ve vodě je závislá na jejich složení. Naproti tomu velmi rychle působí na
mosaz HCl a HN0322
total 33
![Page 23: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/23.jpg)
Slitiny mědi – bronzy ostatní slitiny Cu
s výjimkou mosazí – Sn, Pb, Al, …
⇒Zn není nikdy v bronzu hlavní přísadou
dělení
• dvousložkové a vícesložkové
• slévárenské a tvářené
dvousložkové bronzy - cínové bronzy -
krystalizační poměry slitin Cu a Sn jsou velmi
složité a rovnovážné poměry se těžko určují, proto
vyžaduje především při nižších teplotách silné
tváření, na něž navazuje dlouhá prodleva na určité
teplotě
23
total 33
![Page 24: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/24.jpg)
již malé přísady Sn zvyšují pevnost mědi
maximum pevnosti bronzy s obsahem 10 až 15% Sn
bronzová tyč se při tahové zkoušce přetrhne vždy v
místě s max. napětím, tzn. bez místní kontrakce, proto
s větší pevností roste i tažnost
Hliníkové bronzy - technické hliníkové bronzy
obsahují do 10% Al, ale zpravidla mají ještě 2 až 8%
přísad (Mn, Ni a Fe)
lepší odolnost proti korozi než mosazi nebo cínové
bronzy (ochranné povrchové vrstvy tvořené oxidy
hliníku a mědi)
dobře odolávají mořské vodě, atmosférické korozi,
minerálním kyselým vodám a mnoha organickým
kyselinám
24
total 33
![Page 25: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/25.jpg)
některé bronzy se mohou kalit a popouštět
další běžné bronzy – fosforové, manganové, niklové,
kadmiové, křemíkové, olověné, …
duraly
25
total 33
Al bronz nástrojová ocel
![Page 26: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/26.jpg)
NIKL - Ni
Ttá = 1455°C, 8908 kg/m3
Ni je drahý feromagnetický kov s velmi dobrou korozní
odolností a dobrými mechanickými vlastnostmi i v
čistém stavu
hojně zastoupený v kovových meteoritech; deficitní kov
významnou vlastností Ni je vysoká vrubová
houževnatost i při nízkých teplotách
hlavní oblasti použití Ni
• asi 60 % Ni se spotřebuje jako přísada do slitinových
ocelí,
• v elektrotechnice se Ni využívá pro regulační odpory
či odporové teploměry,
• elektrolytické a chemické pokovování
• asi 25% spotřeby představují vlastní Ni slitiny
(slitiny se zvláštními fyzikálními vlastnostmi a slitiny
žárovzdorné a žáropevné) 26
total 33
![Page 27: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/27.jpg)
MANGAN - Mn
7210 kg/m3, Ttá = 1246°C
Mn je kov šedé barvy, tvrdý a křehký
na vzduchu poměrně rychle oxiduj e, rozpouští se v
kyselinách, rozkládá vodu
hlavní oblasti použití Mn - většina se spotřebuje
jako přísada do ocelí - jedná se o jednu z
nejběžnějších přísad většinou u levných legovaných
ocelí, kde působí především na zvýšení pevnosti
Mn bývá často součástí železné rudy (izomorfní),
proto se dostává do oceli i jako přirozená příměs
podobně jako Si, P či SPozn.: Zatímco Mn a Si jsou v určitých množstvích považovány při výrobě
oceli za užitečné příměsi, P a S jsou obecně považovány za příměsi
škodlivé, a proto se musí jejich obsah minimalizovat. Obsah Mn nebo Si,
spolu s rychlostí ochlazování, je zároveň rozhodující pro to, zda proběhne
krystalizace podle stabilního či metastabilního diagramu soustavy Fe - C 27
total 33
![Page 28: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/28.jpg)
UŠLECHTILÉ KOVY
technicky nejvýznamnější jsou zlato, stříbro, platina
ZLATO-Au
19300 kg/m3, Ttá = 1064°C
kov žluté barvy - je nejznámější z ušlechtilých kovů,
zejména proto, že bylo dříve využíváno i jako platidlo
a je považováno za nejcennější kov ve šperkařství
zcela normální kov bez současné nadhodnocené
ceny
je výborným vodičem elektrického proudu a tepla,
není příliš pevné
velmi tvárné (za studena jej lze vytepat na fólii o
tloušťce až 0,0001 mm)
má vynikající korozní odolnost - po Pt je Au chemicky
nejodolnějším kovem 28
total 33
![Page 29: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/29.jpg)
hlavní oblasti použití Au –
• elektrotechnický průmysl (vodiče, zlacené
kontakty),
• šperkařství,
• slitiny Au (využití rovněž v elektrotechnickém
průmyslu a ve šperkařství)
STŘÍBRO - Ag
10490 kg/m3, Ttá = 962°C
kov bílé barvy s velmi dobrou korozní odolností
má nejlepší tepelnou a elektrickou vodivost ze všech
kovů (měrný odpor [µΩcm] Au - 2,35; Ag - 1,629; Cu - 1,75)
hlavní oblasti použití Ag
• elektrotechnický průmysl (vodiče, pojistky,
kontakty),
• šperkařství,
• ochranné vrstvy pro chemický průmysl,
• slitiny Ag (využití v elektrotechnickém průmyslu a
jako tvrdé pájky)29
total 33
![Page 30: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/30.jpg)
PLATINA-Pt
21450 kg/m3, Ttá = 1768 °C
hlavním představitelem skupiny tzv. platinových kovů
(Pt, Pd, Rh, Ir, Os)
charakteristická především vysokou chemickou
stálostí a odolností proti oxidaci za vysokých teplot
(pozor na uhlík za vys. T)
stejně jako všechny ušlechtilé kovy patří k nejdražším
kovovým materiálům
hlavní oblasti použití Pt
• elektrotechnický průmysl (speciální elektronky,
kontakty, potenciometry, elektrody zapalovacích
svíček)
• laboratorní kelímky a misky,
• trysky k výrobě skelných a syntetických vláken,
• katalyzátor v chemickém, … průmyslu,
• slitiny Pt (topné spirály, termočlánky) 30
total 33
![Page 31: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/31.jpg)
KOVY S VYSOKOU TEPLOTOU TÁNÍ
technicky nejvýznamnější chrom, molybden, wolfram
CHROM-Cr
Ttá=1907°C, 7150 kg/m3
bílý kov s nádechem do modra, lesklý a tvrdý, na
vzduchuje velmi stálý
sloučeniny Cr jsou jedovaté a zpravidla výrazně
zabarvené, proto se často používají jako barviva
hlavní oblasti použití Cr
• přísada do tzv. korozivzdorných ocelí - aby se však ocel
dala označit jako korozivzdorná musí teoreticky obsahovat více než
11,5% volného Cr (prakticky více než 14% Cr),
• v menších množstvích zvyšuje Cr výrazně prokalitelnost ocelí,
• galvanické pokovování různých součástek a
předmětů, které jsou takto chráněny před oxidací a
mají hladký a lesklý povrch ⇒ dekorativní nebo
funkční povlaky31
total 33
![Page 32: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/32.jpg)
MOLYBDEN – Mo
Ttá=2623°C; 10280 kg/m3
tvrdý, křehký kov, chemicky stálý, s vysokou teplotou
tání
hlavní oblasti použití Mo
• legování při výrobě ocelí, kde působí na zvýšení
žáropevnosti, prokalitelnosti, korozní odolnosti atd.,
• výroba slinutých karbidů pro řezné nástroje,
• v elektrotechnice na kontakty, magneticky měkké
slitiny, elektronky, rentgenové lampy, odporové
materiály ve vakuu pro teploty 1600 až 2000°C,
• dobrá odolnost proti korozi ⇒ při výrobě armatur,
míchadel a nádob v chemickém průmyslu
32
total 33
![Page 33: Neželezné kovy™ednášky Technický blok/Rok 2018/Zimní semestr/Švanda...nedostatek rud nebo obtížná výroba ⇒vysoká cena neželezné kovy používají v případech, kdy](https://reader030.vdocuments.site/reader030/viewer/2022040818/5e645d67c440b2694a679762/html5/thumbnails/33.jpg)
WOLFRAM-W
Ttá=3422°C; 19250 kg/m3
má podobné vlastnosti jako Mo, jeho teplota tání je
nejvyšší mezi kovy
tvoří velmi tvrdé a stálé karbidy
hlavní oblasti použití W
• typickým přísadovým kovem u nástrojových ocelí,
zejména pak u tzv. rychlořezných ocelí (zvyšuje
odolnost proti otěru a řezivost nástroje), dále se
používá u ocelí pro práci za vyšších teplot
• kontakty s dobrou odolností proti opotřebení, pro
vlákna žárovek, elektronky, speciální lampy,
• svařovací elektrody (TIG),
• topné odpory vakuových pecí pro vysoké teploty
apod.
• karbidy – velmi tvrdé, základem slinutých
tvrdokovů 33
total 33